의외로 상당히 많은 분들이 모르고 계시는.. 아니.. 잘못 알고 계시는..
사계절이 생기는 이유에 대한 간단한 강의입니다.
(물론 클량은 많은 분들이 알고 계시겠지만.. ^^;)
오늘도 여친이랑.. 따뜻한 곳에서 산책을 하고 나니 벌써 봄이 느껴지더군요.. (쓰고나니 벌써 3월 중순 ㅡㅡ;)
그래서 사계절에 대한 이야기가 나오다가 여친도 역시 잘못 알고 있어서..
아이패드를 들고 잠깐 강의를 해줬어요 ㅋㅋ
그걸 수정, 정리 해서 올려봅니다.
1번
일단 위의 그림의 1번을 보시면 많은 분들이 잘못 알고 계시는 것이 저런식으로 지구가 공전을 할 때
태양에서 멀어지면 겨울, 가까워지면 여름이라고 잘못 알고 계시죠..
그런데 지구의 태양공전궤도는 분명 타원형이 맞지만 계절에 영향을 줄 정도로 일그러져 있지 않습니다.
또한 북반구가 여름일때 남반구는 겨울이라는 사실도 설명이 안되고 말이죠..
1번의 오른쪽 그림을 보시면 다들 아시겠지만.. 지구의 공전궤도면과 지구의 자전축은 23.5도 가량 기울어져
있습니다. 이 23.5도에 사계절의 비밀이 있습니다.
2번
2번을 보시면
우리나라의 7월 같은 경우는 2번 그림의 왼쪽 같은 상황, 1월 같은 경우는 2번 그림의 우측 같은 상황입니다.
즉 북반구의 7월은 여름(태양을 직각에 가깝게 받고), 1월에는 태양을 비스듬히 받죠~?
그래서 반대로 남반구는 북반구가 여름일때 겨울이 되는 것입니다.
3번
그렇다면.. 태양이 직각에 가깝게 내리쬐는 것과 비스듬히 받는것이 왜 계절의 변화를 일으키느냐..
3번의 왼쪽은 태양을 직각으로 받는 상황, 우측은 비스듬히 받는 상황입니다.
같은 3개의 태양광선을 받는 면적은 어느곳이 더 넓은가요? 오른쪽 비스듬히 받는 상황이
같은양의 태양광선(에너지)를 받는면적이 넓죠.. 즉.. 더 넓은 면적에 같은 양의 태양에너지가 들어오니
더 추워지겠죠..
적도는 평균적으로 태양이 가장 수직으로 내리쬐는 곳... 북극과 남극은 평균적으로 입사각이 가장
큰(비스듬) 곳이겠죠..
지구는 북극에서 적도 까지 사람이 활발히 잘 살고 있지만..
자전축이 조금만 기울어져 있거나.. 태양에서 조금만 멀거나 가까워도..
그냥 죽음의 행성이었을 것입니다.
ps) upad + 3M 터치펜 정말 좋군요 ㅋㅋ
이해하기 쉬워서~ㅎㅎ
가까워지고 멀어지는거 때문이 아니라고 말씀드릴려고 쓴거에요~~
근데 그림이 조금... 입사각 설명은 그림이 좀 중요한거 같아요.
적도도 1년으로 이야기 하면 조사량이 틀리다는걸 그림으로 봐야만 이해가 쉽게 되죠.
다만 마지막에 태양에서의 거리는 여타의 문제가 있지만 자전축이 조금 기울어졌다해서 죽음의 행성이 될 일은 없어보입니다.
좋은 설명이에요 :)
즉, 거리에 따른 온도차는 거의 없다고 봐도 무방합니다.
태양을 공전하는 지구의 궤도가 타원이긴 하지만 거의 원에 가깝기 때문이죠.
그리고 자전축이 더 기울어져 있었다면,
계절 차이가 점점 더 심해지므로 생명체가 살기 어렵겠지만,
자전축이 23.5도보다 작았다면 계절의 차이가 없어져 지금과는 전혀 다른 생태계가 생겨났겠죠.
2번 그림은 북반구 중위도 국가에서 태양의 남중고도를 나타낸 것입니다.
즉, 7월에는 같은 광선이 수직에 가깝게 좁은 면적에 비추고,
1월에는 같은 광선이 비스듬하게 넓은 면적에 비추므로,
여기에서 계절차가 생기게 됩니다.
그러나! 위의 그림은 의외로 학생들에게 오개념을 만들어 주는데요,
7월 그림에서 12시간이 지나면 1월 그림처럼 비스듬한 각도가 되지 않나요?
...라는 겁니다.
이런 실수의 원인은 "지구가 따뜻해지는 건 햇빛때문이다"는 걸 놓쳐서 입니다. 일사, 태양복사, 지구복사...
쉽게 말하면 태양이 비치지 않는 밤에는 애초에 입사각을 고려할 필요가 없는 겁니다. ⓐ
같은 양의 태양 에너지를 여름에는 적은 면적이, 겨울에는 넓은 면적이 받는다고 표현합니다.
하지만 같은 이야기 이겠지만.....
같은 면적을 기준으로 했을때 여름에는 태양 에너지를 상대적으로 많이받고, 겨울에는 상대적으로 적게 받는 다고 표현하는게 좀 더 쉬운 설명이지 않을까 생각합니다.
2번 그림을 그대로 갖고와서, 같은면적에 여름은 화살표가 4개 겨울은 화살표가 2개만 도달하는것을 부각시켜 표현하는 방법이 좀 더 이해를 돕지 않나 싶습니다.
그리고 직관적인 설명 이해하기 쉽습니다.
당연한 줄 알고 있었는데 의외로 모르는 분들이 계시더군요.
약간 더 멀어져도 큰 문제는 없다고 합니다.
이유는 온실가스 효과 때문 입니다.
(지구의 온도가 약간더 떨어지면... 대기중의 이산화탄소의 농도는 올라가게 됩니다.)
극단적으로 말한다면.. 지구의 위치가 화성정도로 멀어지고.. 현재의 지구 크기가
유지되고 지구의 자기장이 유지된다면... 약간은 더 서늘해지겠지만.. 액체의 물이 존재하는
행성으로 남아 있을수도 있다고 합니다.
그러나 반대로 지나치게 가까워지면 금성꼴이 난다고 합니다.
고위도나 북극에서도 혹한이 없을수도 있습니다.
그러나... 문제가 되는 것이 있습니다.
바로 눈의 존재 입니다.
눈이 쌓이게 되면 대부분의 빛을 반사하게 되므로.. 온도는 더욱 떨어지게 됩니다.
작년에 저희 첫 아이에게 이거 가르치려고 지구본 사서 전구 주변 빙빙 돌며 쑈를 했더랬죠
고등학교때 배운거 같은데 ㄷㄷ
지면에서 반구를 그리고 태양의 움직임을 그리면 이해가 쉽죠. 아직도 어렴풋 기억이 나네요. 학교다닐때 딴건몰라도 과학은 잘해서 ㅋㅋ
재미있네요.
태양과 가장 가까울때(근일점)는 1월초 이고, 가장 멀 때(원일점)는 7월초 입니다.
그래서 오히려 겨울에 태양의 크기가 여름보다 더 크게 관측 됩니다.
태양의 입사각이니 뭐니 설명하는것보다 그냥 태양과 거리가 멀기 때문에 계절이 변한다
라고 해도 100퍼센트 틀린말은 아니지 않나요?
입사각에 따라서 일조량이 차이가 나고 이는 즉 어떻게 보면 입사각의 변화에 따른
태양과 지구와의 거리가(일정한 점) 달라지기 때문이라고 설명해도 틀리진 않을것 같은데...
정리하면
지구가 태양주위를 공전할때 태양에게 받는 에너지가
시간(낮과 밤)의 길이가 달라서 생기는것이 계절인데,
이는 태양과 지구의 거리가(한 점에서) 달라지기 때문이다.(달라지는 이유는 기울어 있기 때문이죠)
라고 설명하는 틀린 것일까요??
이에 따른 의견 부탁드립니다. (__)
근일점(1월) 147000000km
원일점(7월) 152000000km
책의 그림은 과장된 타원이고요,
사실은 원일점이 겨우 3% 먼 셈이 됩니다.
거리의 변화는 너무 미미한 수준이라서 계절과 연관시키기 어렵습니다.
제가 본 책에선 "그래서 남반구의 여름철(1월)이 북반구의 여름철(7월)보다 더 뜨거울 것이다."라고만 되어 있네요.
사실 앞 문장은 현실과 다릅니다. 남반구는 바다의 비율이 훨씬 커서, 근일점임에도 여름이 비교적 시원하다고 합니다 ⓐ